美國時間7月31日，奧地利茵斯布魯克醫科大學(Medizinische Universität Innsbruck)精神醫學與實驗性阿茲海默症研究室研究團隊，開發出一種低成本且易於使用的「環形附著墊片(ring-inserts)」，能在體外培養腦組織與成像神經細胞，為阿茲海默症、帕金森氏症等神經退化疾病的藥物測試與疾病研究提供創新平台。研究結果已發表在《Biofunctional Materials》。

先前科學界已開發出一種器官型腦切片培養(organotypic brain slice cultures)方法，從幼鼠腦部取得厚度約150微米切片，保留腦的自然結構與組織，使科學家能在體外模擬體內環境來研究神經活細胞。

雖然相較於單層細胞培養，器官型切片保留了大腦複雜的三維結構，能更真實地模擬生理情況，但這種培養技術的要求極高，加上市售相關切片成本昂貴，往往限制了研究的普及。

為了解決這個問題，研究人員開發出簡單創新的自製「環形附著墊片」，由一個小型矽膠環與底部的薄透氣膜構成。腦切片直接放置在膜上，膜下方有富含營養的培養基，養份可透過膜滲入組織，使切片長期存活且穩定，便於直接進行顯微成像。此裝置可用於冠狀面幼鼠腦切片的培養，亦可倒置放入倒立式螢光顯微鏡進行活細胞觀察。

接著，研究人員利用微接觸列印技術，將神經生長因子(NGF)與膠質源性神經營養因子(GDNF)列印成微小的平行線條，引導膽鹼性神經元(cholinergic neurons)與多巴胺性神經元(dopaminergic neurons)的神經纖維沿著軌跡生長。結果顯示，兩種神經元都能在插片上成功培養並存活兩週。

隨後，研究人員透過活細胞成像技術，證明長時間觀察到單一神經元及其神經纖維的結構與活動。此外，為確認細胞功能正常，研究人員進行鈣離子成像，使用Rhod-4與Fluo-4等螢光染料，在神經元受到刺激如氯化鉀處理時產生亮光，顯示細胞可正常反應與傳遞訊號。

研究團隊認為，「環形附著墊片」除了成本與倫理上的優勢外，也具高度應用彈性，未來可結合藥物測試、基因工程、病毒傳輸或高解析成像技術，甚至與血管細胞共培養以模擬血腦屏障，推進藥物進入大腦的研究，有望擴展至成年動物腦組織，甚至人類手術樣本，讓模型更接近真實疾病情境，加速阿茲海默症與帕金森氏症的療法研發。

資料來源：https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/alzheimers-and-parkinsons-research-advanced-with-low-cost-ring-inserts/

(編譯/實習記者 康育華)